基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统的制作方法

技术特征：
1.基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，包括冻结站内设备和远程监控设备；所述冻结站内设备包括站内控制器、站内监控平台、冻结站内的5g网关、站内网关、若干监控节点和站内无线网络，所述远程监控设备包括远程监控的5g网关和远程监控平台；所述站内控制器分别与所述站内监控平台、所述5g网关、所述站内网关通讯连接；所述站内网关通过所述站内无线网络与站内各个监控节点实现无线通讯连接；冻结站内的5g网关通过5g网络与云端服务器连接，云端服务器通过远程监控的5g网关与远程监控平台实现数据交互。2.根据权利要求1所述的基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，所述监控节点包括监控节点控制器、收发系统、现场设备控制系统、现场数据收集系统和供电系统；所述监控节点控制器分别与所述收发系统、所述现场设备控制系统、所述现场数据收集系统和所述供电系统通过物理通讯线路通讯连接，实现数据双向交互；所述监控节点控制器还通过物理通讯总线分别与所述供电系统内的子系统控制器通信连接。3.根据权利要求2所述的基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，所述收发系统包括收发器、收发器前端模块和天线；收发器内设置有收发器控制器、数字基带系统、接收机、合成器、发送机、收发器功率放大器和低噪放大器；所述收发器前端模块内设置收发器前端模块控制单元、收发切换开关、发送匹配网络、接收匹配网络、收发器前端功率放大器和谐波滤除器；所述监控节点控制器与所述收发器控制器实现双向通讯连接，所述收发器控制器将获得的通讯信号通过数字基带系统传输给发送机，所述发送机将得到的通信信号发送给收发器功率放大器进行放大，或者数字基带系统通过合成器再发送给发送机，发送机的信号输出端与收发器功率放大器输入端通信连接；收发器功率放大器将放大的通讯信号传输给发送匹配网络，然后再通过收发器前端功率放大器和谐波滤除器与收发切换开关的第一端通讯连接；收发切换开关的第二端与天线通讯连接；收发切换开关的第三端与接收匹配网络的信号输入端通讯连接，接收匹配网络的信号输出端与低噪放大器的信号输入端通信连接，所述接收机接收低噪放大器的信号，再传输给数字基带系统，并通过收发器控制器传回至监控节点控制器；收发器前端模块控制单元对收发器前端功率放大器进行功率调节，收发器前端模块控制单元对收发切换开关进行逻辑控制；数字基带系统的通信信号通过合成器传输给接收机；收发器控制器分别与rom存储器和ram存储器通讯连接。4.根据权利要求2所述的基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，所述现场设备控制系统包括现场设备控制器、现场设备人工操作平台和施工设备；现场设备控制器内设置有现场设备主控制单元、数字量收发控制单元、模拟量收发控制单元、变频器协调控制单元和若干电气回路控制单元；现场设备主控制单元与监控节点控制器通讯连接；现场设备主控制单元与现场设备人工操作平台通讯连接，现场操作人员在现场通过现场设备人工操作平台对施工设备进行手动操作；现场设备主控制单元分别与数字量收发控制单元、模拟量收发控制单元、变频器协调控制单元和若干电气回路控制单元通讯连接，数据互通。
5.根据权利要求4所述的基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，所述数字量收发控制单元设有若干数字量输入接口和若干数字量输出接口，数字量收发控制单元的数字量输入接口和数字量输出接口分别与施工设备的数字量输出接口和数字量输入接口通讯连接；模拟量收发控制单元设有若干模拟量输入接口和若干模拟量输出接口，模拟量收发控制单元的模拟量输入接口和模拟量输出接口分别与施工设备的模拟量输出接口和模拟量输入接口通讯连接；变频器协调控制单元分别设置若干独立的参数反馈接口、参数给定接口、状态反馈接口和功能使能接口，参数反馈接口、参数给定接口、状态反馈接口和功能使能接口分别与施工设备的变频器的参数反馈接口、参数给定接口、状态反馈接口和功能使能接口通讯连接；电气回路控制单元分别设置信号采集接口、分合反馈接口、分闸控制接口和合闸控制接口，信号采集接口、分合反馈接口、分闸控制接口和合闸控制接口分别与施工设备的电气回路的信号采集接口、分合反馈接口、分闸控制接口和合闸控制接口通讯连接。6.根据权利要求2所述的基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，所述现场数据收集系统包括现场数据收集器和传感器；现场数据收集器内设有现场数据收集单元、数字量收发控制单元和模拟量收发控制单元；现场数据收集单元与监控节点控制器通讯连接；数字量收发控制单元设有若干数字量输入接口和若干数字量输出接口，数字量收发控制单元的数字量输入接口和数字量输出接口分别与传感器的数字量输出接口和数字量输入接口通讯连接；模拟量收发控制单元设有若干模拟量输入接口和若干模拟量输出接口，模拟量收发控制单元的模拟量输入接口和模拟量输出接口分别与传感器的模拟量输出接口和模拟量输入接口通讯连接。7.根据权利要求2所述的基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，所述供电系统包括电源管理控制器、储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统和若干dc/dc模块子系统；监控节点控制器利用电源管理控制器分别与储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统器和若干dc/dc模块子系统实现交互控制，同时监控节点控制器通过物理通讯总线分别与储能子系统、光伏子系统、风电子系统、外部电源接入子系统器和若干dc/dc模块子系统实现交互控制；所述供电系统还包括系统直流母线；储能子系统、光伏子系统、风电子系统和外部电源接入子系统分别通过各自子系统中的快速开关接入系统直流母线，系统直流母线再通过dc/dc模块子系统内的快速开关与dc/dc模块子系统连接，实现供电；电源管理控制器包括电源管理主控制单元、发电协调控制单元和供电协调控制单元；发电协调控制单元用于协调储能子系统、光伏子系统、风电子系统和外部电源接入子系统的发电，供电协调控制单元由于协调若干dc/dc模块子系统的供电；电源管理主控制单元分别与发电协调控制单元和供电协调控制单元实现交互控制。8.根据权利要求7所述的基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，储能子系统，实现控制节点内的备电功能；储能子系统包括储能子系统控制器、若干储能元件组和若干储能双向模块；若干储能
元件组分别与若干储能双向模块连接，并接入内部母线，然后通过快速开关k101与系统直流母线连接；储能双向模块和快速开关k101的信号输入输出端与储能子系统控制器通信连接，接入快速开关k101前后分别设有采样接口cpt101和采样接口cpt102，采样数据上传给储能子系统控制器；储能子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，储能子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k101与监控节点控制器连接；储能双向模块包括储能双向模块控制器、手动开关sw11、储能元件侧软启动开关组k11、升降压双向电路单元igbt11和母线侧软启动开关组k12；储能元件组通过手动开关sw11与储能元件侧软启动开关组k11连接，然后通过升降压双向电路单元igbt11与母线侧软启动开关组k12，接入至内部母线；储能元件侧软启动开关组k11、升降压双向电路单元igbt11和母线侧软启动开关组k12的信号输入输出端与储能双向模块控制器通信连接，储能元件侧软启动开关组k11的输出端设有采样接口cpt11，采样数据上传给储能双向模块控制器；母线侧软启动开关组k12的输出端设有采样接口cpt12，采样数据上传给储能双向模块控制器。9.根据权利要求7所述的基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，光伏子系统和风电子系统，实现监控节点内的自发电功能；光伏子系统包括光伏子系统控制器、若干光伏组串和若干光伏输入模块；若干光伏组串分别与若干光伏输入模块连接，并接入内部母线，然后通过快速开关k201与系统直流母线连接；光伏输入模块和快速开关k201的信号输入输出端与光伏子系统控制器通信连接，接入快速开关k201前后分别设有采样接口cpt201和采样接口cpt202，采样数据上传给光伏子系统控制器；光伏子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，光伏子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k201与监控节点控制器连接；光伏输入模块包括光伏输入模块控制器、手动开关sw21、软启动开关组k21和升压电路单元igbt21；光伏组串通过手动开关sw21与软启动开关组k21连接，然后通过升压电路单元igbt21接入至内部母线；软启动开关组k21和升压电路单元igbt21的信号输入输出端与光伏输入模块控制器的通信连接，软启动开关组k21的输出端设有采样接口cpt21，采样数据上传给光伏输入模块控制器；升压电路单元igbt21的输出端设有采样接口cpt22，采样数据上传给光伏输入模块控制器；风电子系统包括风电子系统控制器、若干风机和若干风电输入模块；若干风机分别与若干风电输入模块连接，并接入内部母线，然后通过快速开关k301与系统直流母线连接；风电子输入模块和快速开关k301的信号输入输出端与风电子系统控制器通信连接，接入快速开关k301前后分别设有采样接口cpt301和采样接口cpt302，采样数据上传给风电子系统控制器；风电子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，风电子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k301与监控节点控制器连接；风电输入模块包括风电输入模块控制器、手动开关sw31、不控整流桥d31、软启动开关组k31和升压电路单元igbt31；风机通过手动开关sw31、不控整流桥d31与软启动开关组k31连接，然后通过升压电路单元igbt31接入至内部母线；软启动开关组k31和升压电路单元
igbt31的信号输入输出端与风电输入模块控制器的通信连接，软启动开关组k31的输出端设有采样接口cpt31，采样数据上传给风电输入模块控制器；升压电路单元igbt31的输出端设有采样接口cpt32，采样数据上传给风电输入模块控制器。10.根据权利要求7所述的基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，其特征在于，外部电源接入子系统，用于配电网供电的直接接入；外部电源接入子系统包括外部电源接入子系统控制器、交流接入模块和直流接入模块；外部交流电源和外部直流电源分别通过交流接入模块和直流接入模块接入内部母线，然后通过快速开关k401与系统直流母线连接；交流接入模块和直流接入模块、快速开关k401的信号输入输出端与外部电源接入子系统控制器通信连接，接入快速开关k401前后分别设有采样接口cpt401和采样接口cpt402，采样数据上传给外部电源接入子系统控制器；外部电源接入子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，外部电源接入子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k401与监控节点控制器连接；交流接入模块包括交流接入模块控制器、手动开关sw41、不控整流桥d41、软启动开关组k41和降压电路单元igbt41；外部交流电源通过手动开关sw41、不控整流桥d41与软启动开关组k41连接，然后通过降压电路单元igbt41，接入至内部母线；软启动开关组k41和降压电路单元igbt41的信号输入输出端与交流接入模块控制器通信连接，软启动开关组k41的输出端设有采样接口cpt41，采样数据上传给交流接入模块控制器；降压电路单元igbt41的输出端设有采样接口cpt42，采样数据上传给交流接入模块控制器；直流接入模块包括直流接入模块控制器、手动开关sw51、外部电源侧软启动开关组k51、升降压双向电路单元igbt51和母线侧软启动开关组k52；外部直流电源通过手动开关sw51、外部电源侧软启动开关组k51与升降压双向电路单元igbt51连接，然后通过母线侧软启动开关组k52，接入至内部母线；软启动开关组k51、升降压双向电路单元igbt51和母线侧软启动开关组k52的信号输入输出端与直流接入模块控制器通信连接，外部电源侧软启动开关组k51的输出端设有采样接口cpt51，采样数据上传给直流接入模块控制器；母线侧软启动开关组k52的输出端设有采样接口cpt52，采样数据上传给直流接入模块控制器；dc/dc模块子系统包括dc/dc模块子系统控制器和若干dc/dc模块；系统直流母线通过快速开关k601与dc/dc模块连接，然后实现供电；快速开关k601前后分别设有采样接口cpt601和采样接口cpt602，采样数据上传给dc/dc模块子系统控制器；dc/dc模块和快速开关k601的信号输入输出端与dc/dc模块子系统控制器通信连接；dc/dc模块子系统控制器的上传和接收接口与电源管理控制器通信连接，dc/dc模块子系统控制器通过物理通讯总线与监控节点控制器通信连接；快速开关k601与监控节点控制器连接。

技术总结
本发明公开基于具有自发自备电源的监控节点组建的冻结站无线监控系统，包括冻结站内设备和远程监控设备；冻结站内设备包括站内控制器、站内监控平台、冻结站内的5G网关、站内网关、若干监控节点和站内无线网络，所述远程监控设备包括远程监控的5G网关和远程监控平台；站内控制器分别与所述站内监控平台、5G网关、站内网关通讯连接；站内网关通过所述站内无线网络与站内各个监控节点实现无线通讯连接；冻结站内的5G网关通过5G网络与云端服务器连接，云端服务器通过远程监控的5G网关与远程监控平台实现数据交互。远程监控平台通过5G网络、或现场操作人员可通过站内监控平台对各个监控节点的供电系统工作策略进行设置或调整。控节点的供电系统工作策略进行设置或调整。控节点的供电系统工作策略进行设置或调整。


技术研发人员：赵玉明 王婧娟 李功洲 李方政 郭垒 王恒 杨明红 刘冰
受保护的技术使用者：北京中煤矿山工程有限公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/2/18